第二章

氣體、固體和液體第2節(jié)

氣體的等溫變化圖解課標(biāo)要點(diǎn)_______________________________

揚(yáng)聲器播放音樂時(shí)，仔細(xì)觀察揚(yáng)聲器的紙盆，你發(fā)現(xiàn)了什么？播放音樂的頻率不同時(shí)，紙盆振動(dòng)的快慢不同；播放音樂的聲音增大時(shí)，紙盆振動(dòng)的振幅也會(huì)增大。你知道這其中的道理嗎？學(xué)思用·典例詳解

【想一想丨問題拓展】

30025020015010011.21.52340030020015010011.322.74圖2-2-2

圖2-2-8

【答案】減小

【學(xué)會(huì)了嗎丨變式題】

A

方法幫

解題課丨關(guān)鍵能力構(gòu)建題型1

探究氣體等溫變化的規(guī)律實(shí)驗(yàn)例3

[鏈接教材第23頁“實(shí)驗(yàn)”]某實(shí)驗(yàn)小組用如圖2-2-9甲所示裝置探究氣體做等溫變化的規(guī)律。已知壓力表通過細(xì)管與注射器內(nèi)的空氣柱相連，從壓力表上讀取空氣柱的壓強(qiáng)，從刻度尺上讀取空氣柱的長度。圖2-2-9（1）實(shí)驗(yàn)時(shí)，為判斷氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系，________（選填“需要”或“不需要”）測出空氣柱的橫截面積；不需要

（2）關(guān)于該實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是___；AA.為避免漏氣，可在柱塞上涂抹適量潤滑油B.實(shí)驗(yàn)中應(yīng)快速推拉柱塞，以免氣體進(jìn)入或漏出注射器C.為方便推拉柱塞，應(yīng)用手握緊注射器再推拉柱塞D.柱塞移至某位置時(shí)，應(yīng)快速記錄此時(shí)注射器內(nèi)空氣柱的長度和壓力表的壓強(qiáng)值【解析】為避免漏氣，可在柱塞上涂抹適量潤滑油，故A正確；為保持氣體溫度不變，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)緩慢推拉柱塞，且不能用手接觸注射器，另外，柱塞移至某位置時(shí)，應(yīng)等壓力表指針穩(wěn)定后，再記錄注射器內(nèi)空氣柱的長度和壓力表的壓強(qiáng)值，故B、C、D錯(cuò)誤。

BCA.實(shí)驗(yàn)過程中有進(jìn)氣現(xiàn)象

B.實(shí)驗(yàn)過程中有漏氣現(xiàn)象C.實(shí)驗(yàn)過程中氣體溫度降低

D.實(shí)驗(yàn)過程中氣體溫度升高

【學(xué)會(huì)了嗎丨變式題】2.(2025·山東煙臺(tái)期末)某同學(xué)為測量固體藥物的體積，設(shè)計(jì)了如圖2-2-10甲所示的測量裝置（裝置密封性良好）。圖2-2-10

（3）由于壓強(qiáng)傳感器和注射器連接處軟管存在一定容積，由此造成的測量值與真實(shí)值相比______（選填“偏大”“偏小”或“相同”）。偏小

題型2

玻意耳定律的應(yīng)用問題圖2-2-11

建構(gòu)導(dǎo)圖明思路【學(xué)會(huì)了嗎丨變式題】圖2-2-123.[教材第42頁“復(fù)習(xí)與提高”A組第3題改編](2025·四川省廣元中學(xué)月考)如圖2-2-12所示，一細(xì)線與汽缸中的活塞連接，使汽缸懸空靜止。汽缸內(nèi)封閉著一定質(zhì)量的理想氣體，活塞與汽缸間無摩擦，且不漏氣，氣體溫度保持不變。當(dāng)大氣壓強(qiáng)增大時(shí)，下列說法正確的是(

)DA.細(xì)線所受的拉力將增大

B.細(xì)線所受的拉力將減小C.缸內(nèi)氣體的體積將增大

D.缸內(nèi)氣體的體積將減小【解析】

題型3

兩部分氣體的等溫變化問題圖2-2-13

.

.（1）兩管中氣體的壓強(qiáng)；

（2）活塞下移的距離。

.

.

【學(xué)會(huì)了嗎丨變式題】

圖2-2-14

提素養(yǎng)

深度學(xué)習(xí)微專題

氣體變質(zhì)量問題類型1

充氣問題圖2-2-15

【答案】18次

建構(gòu)導(dǎo)圖明思路

【學(xué)會(huì)了嗎丨變式題】圖2-2-16

D

類型2

抽氣問題圖2-2-17

【解析】

名師點(diǎn)評

（1）每次抽出的氣體與容器中剩余氣體壓強(qiáng)相等、溫度相同，因此這兩部分氣體可看成是容器中原來的氣體經(jīng)歷等溫膨脹過程變化而來的。（2）多次抽氣問題中要注意每次抽出的氣體質(zhì)量、壓強(qiáng)都不相等，不能等同于一次抽氣。

【學(xué)會(huì)了嗎丨變式題】

CA.2次

B.3次

C.4次

D.5次

類型3

灌氣問題

【答案】34瓶.

.

圖2-2-18

將一個(gè)大容器里的氣體分裝到多個(gè)小容器，也是典型的變質(zhì)量問題，分析這類問題時(shí)，把大容器里的氣體和多個(gè)小容器里的氣體看作整體作為研究對象，可將變質(zhì)量問題轉(zhuǎn)化為質(zhì)量不變的問題?！緦W(xué)會(huì)了嗎丨變式題】

BA.86個(gè)

B.93個(gè)

C.96個(gè)

D.100個(gè)

類型4

漏氣問題

【答案】不能，理由見解析

【答案】5個(gè)

建構(gòu)導(dǎo)圖明思路對于容器漏氣問題，選擇漏出的氣體和容器內(nèi)剩余氣體整體為研究對象，將變質(zhì)量問題轉(zhuǎn)化為定質(zhì)量問題。【學(xué)會(huì)了嗎丨變式題】

（1）求漏出氣體的質(zhì)量占原來球內(nèi)氣體質(zhì)量的百分比（結(jié)果保留一位小數(shù)）；

【答案】12次

類型5

氣體混合問題圖2-2-19

.

..

.建構(gòu)導(dǎo)圖明思路兩個(gè)或兩個(gè)以上容器的氣體混合在一起的過程也是變質(zhì)量問題，以容器中的所有氣體為研究對象，就可將變質(zhì)量問題轉(zhuǎn)化成“定”質(zhì)量問題。【學(xué)會(huì)了嗎丨變式題】

（1）兩罐中氣體的壓強(qiáng)；

（2）甲罐中氣體的質(zhì)量與甲罐中原有氣體的質(zhì)量之比。

高考幫

考試課丨核心素養(yǎng)聚焦考情揭秘素養(yǎng)點(diǎn)擊基本考查點(diǎn)探究氣體等溫變化規(guī)律的實(shí)驗(yàn)，玻意耳定律。熱點(diǎn)及難點(diǎn)題型及難度選擇題或?qū)嶒?yàn)題，常有難度較大的計(jì)算題。高考中地位高考考查的熱點(diǎn)內(nèi)容之一?？枷?

探究氣體等溫變化的規(guī)律實(shí)驗(yàn)

圖2-2-20回答以下問題：（1）在實(shí)驗(yàn)誤差允許范圍內(nèi)，圖乙中的擬合曲線為一條過原點(diǎn)的直線，說明在等溫情況下，一定質(zhì)量的氣體___。B

增大

本題考查探究氣體等溫變化規(guī)律的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)，該實(shí)驗(yàn)源于教材，又在教材實(shí)驗(yàn)方案上進(jìn)行創(chuàng)新，要求考生吃透實(shí)驗(yàn)原理，以不變應(yīng)萬變，綜合提升實(shí)驗(yàn)探究及創(chuàng)新能力?？枷?

考查玻意耳定律的應(yīng)用圖2-2-21

.

.

本題以使用汲液器汲取液體為素材，創(chuàng)設(shè)了與生產(chǎn)生活緊密聯(lián)系的物理問題情境，主要考查氣體壓強(qiáng)的計(jì)算、玻意耳定律等知識(shí)點(diǎn)，重點(diǎn)考查理解能力和推理論證能力。信息提取析題意

關(guān)鍵表述物理量及其關(guān)系緩慢地將汲液器豎直提出液面，儲(chǔ)液罐內(nèi)剛好儲(chǔ)滿液體關(guān)鍵表述物理量及其關(guān)系續(xù)表【類題鏈接丨變式題】圖2-2-22

考向3

考查等溫變化的圖像問題圖2-2-23

【答案】見解析

【答案】如圖2-2-24所示

圖2-2-24

考向4

考查抽氣問題圖2-2-25

本題通過汽車剎車助力裝置的簡化模型,考查考生的信息加工能力以及對氣體變化過程的綜合分析能力,要求考生掌握玻意耳定律和相應(yīng)的力學(xué)知識(shí),體現(xiàn)了高考對考生綜合能力的考查。【類題鏈接丨變式題】

圖2-2-26（1）抽氣前氫氣的壓強(qiáng);

（2）抽氣后氫氣的壓強(qiáng)和體積。

新考法

實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新考法解讀

高考物理對實(shí)驗(yàn)探究能力的考查非常靈活。在內(nèi)容上不再局限于《普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》要求的21個(gè)學(xué)生必做實(shí)驗(yàn)；在題型上不斷突破常規(guī)實(shí)驗(yàn)題型，在選擇題或計(jì)算題中也會(huì)出現(xiàn)以實(shí)驗(yàn)為背景的試題；在考查方式上不斷融合創(chuàng)新，將多個(gè)模塊實(shí)驗(yàn)深度融合。

圖2-2-27（1）研究集氣室內(nèi)氣體壓強(qiáng)與體積的關(guān)系

不會(huì)

15.0020.0025.0030.0035.0040.0045.0050.000.330.400.420.520.610.700.780.87

圖2-2-28見解析

圖2-2-29乙

練習(xí)幫

習(xí)題課丨學(xué)業(yè)質(zhì)量測評A

基礎(chǔ)練丨知識(shí)測評建議時(shí)間：25分鐘1.(2023·江蘇卷)在“探究氣體等溫變化的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。利用注射器選取一段空氣柱為研究對象。下列改變空氣柱體積的操作正確的是(

)BA.把柱塞快速地向下壓B.把柱塞緩慢地向上拉C.在橡膠套處接另一注射器,快速推動(dòng)該注射器柱塞D.在橡膠套處接另一注射器,緩慢推動(dòng)該注射器柱塞【解析】

探究氣體等溫變化的規(guī)律實(shí)驗(yàn)時(shí)需要注意以下兩點(diǎn)：①選取一定質(zhì)量的氣體，因此需要在注射器底部用橡膠套封住，而且還要在柱塞上涂油防止漏氣；②緩慢地推、拉柱塞，以保證在氣體體積改變時(shí)溫度不變。2.新學(xué)習(xí)探索情境如圖所示，將水杯開口向下倒置在水盆中，可在杯中封閉一段氣體。現(xiàn)將水杯緩慢向上提起一段高度（杯口始終未露出水面，杯內(nèi)氣體未漏出），設(shè)環(huán)境溫度保持不變，此過程中杯中封閉氣體(

)DA.體積變小，壓強(qiáng)變小

B.體積變大，壓強(qiáng)變大C.體積變小，壓強(qiáng)變大

D.體積變大，壓強(qiáng)變小

A

.

.

BA.2次

B.3次

C.4次

D.5次

下，紅酒瓶與外界之間導(dǎo)熱良好且氣體溫度不變，不考慮紅酒對氣體的溶解。用開瓶器至少需要打幾次氣才能使瓶塞彈出(

)5.[魯科版教材習(xí)題改編](2025·四川達(dá)州期末，多選)如圖所示，在底端封閉的細(xì)玻璃管中，用少量水銀封閉一定質(zhì)量的理想氣體，細(xì)玻璃管沿豎直方向放置且管口朝上，假設(shè)玻璃管足夠長，環(huán)境的溫度始終保持不變。則下列說法正確的是(

)AC

【解析】選項(xiàng)分析正誤A√BC√D6.[鏈接教材第24頁圖2.2-2、圖2.2-3](2025·江蘇揚(yáng)州期中)如圖所示，開口向下、導(dǎo)熱性能良好的汽缸懸掛在天花板下，用活塞封閉了一定質(zhì)量的理想氣體，活塞下方連接著一個(gè)沙桶，周圍環(huán)境溫度保持不變?，F(xiàn)緩緩向沙桶里倒上細(xì)沙，則下列關(guān)于密封氣體的狀態(tài)變化圖像可能正確的是(

)CA.

B.

C.

D.

【解析】由于汽缸導(dǎo)熱性能良好，汽缸內(nèi)的氣體溫度不變，故A、B錯(cuò)誤；現(xiàn)緩緩向沙桶里倒上細(xì)沙，氣體體積增大，壓強(qiáng)減小，由玻意耳定律得知，氣體體積與壓強(qiáng)成反比，即壓強(qiáng)與體積的倒數(shù)成正比，故C正確，D錯(cuò)誤。

（1）當(dāng)井內(nèi)密閉氣體的壓強(qiáng)為多大時(shí)，井蓋恰好被頂起？

（2）井蓋恰好被頂起的瞬間，相較于初始時(shí)水位，水位上升的高度是多少？

B

綜合練丨選考通關(guān)建議時(shí)間：35分鐘

A

√

C

11.[鏈接教材第25頁“做一做”]如圖甲所示，用氣體壓強(qiáng)傳感器探究氣體等溫變化的規(guī)律，將注射器活塞移動(dòng)到適當(dāng)?shù)奈恢茫鹨贿B接注射器、壓強(qiáng)傳感器、數(shù)據(jù)采集器和計(jì)算機(jī)。推、拉活塞，改變注射器內(nèi)氣體體積，根據(jù)注射器針筒上的刻度讀出體積值并輸入計(jì)算機(jī)，同時(shí)由壓強(qiáng)傳感器將對應(yīng)體積的壓強(qiáng)值通過數(shù)據(jù)采集器傳送給計(jì)算機(jī)，實(shí)驗(yàn)完成后，實(shí)驗(yàn)?zāi)M系統(tǒng)即可按要求顯示出各種圖線。圖甲（1）關(guān)于該實(shí)驗(yàn),下列說法正確的是___。CA.為方便推拉活塞，可以用手握住注射器B.實(shí)驗(yàn)中氣體的壓強(qiáng)和體積都可以通過數(shù)據(jù)采集器獲得C.為保證封閉氣體的氣密性，應(yīng)在活塞與注射器壁間涂上潤滑油D.實(shí)驗(yàn)過程中要以較快的速度推拉活塞，以免操作動(dòng)作慢使氣體的質(zhì)量發(fā)生改變【解析】為避免氣體溫度發(fā)生變化，不能用手握住注射器，故A錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)中氣體體積是通過注射器針筒上的刻度直接讀取的，不是通過數(shù)據(jù)采集器獲得的，故B錯(cuò)誤；為保證封閉氣體的氣密性，應(yīng)在活塞與注射器壁間涂上潤滑油，故C正確；為避免氣體的溫度發(fā)生變化，實(shí)驗(yàn)過程中不能以較快的速度推拉活塞，故D錯(cuò)誤。

雙曲線的一支

A.

B.

C.

D.

圖乙

（1）打開氣閘艙門前，求氣閘艙中抽出的氣體與原有氣體的質(zhì)量之比；

（2）假設(shè)打開氣閘艙門前，從氣閘艙中抽出的氣體都排入工作艙，求排入氣體后，工作艙中的壓強(qiáng)（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。

（1）最終汽缸內(nèi)氣體的壓強(qiáng)。